توجه : تمامی مطالب این سایت از سایت های دیگر جمع آوری شده است. در صورت مشاهده مطالب مغایر قوانین جمهوری اسلامی ایران یا عدم رضایت مدیر سایت مطالب کپی شده توسط ایدی موجود در بخش تماس با ما بالای سایت یا ساماندهی به ما اطلاع داده تا مطلب و سایت شما کاملا از لیست و سایت حذف شود. به امید ظهور مهدی (ع).

    رساناترین فلز نسبت به برق و گرما

    دسته بندی :
    1. اسک 98
    2. مطالب سایت
    168بازدید

    رساناترین فلز نسبت به برق و گرما را از سایت اسک 98 دریافت کنید.

    کدام فلز بهترین رسانایی الکتریکی را دارد ؟ طلا، پاسخ صحیح نیست!

    کدام فلز بهترین رسانایی الکتریکی را دارد ؟ طلا، پاسخ صحیح نیست!

    همه ما فلزاتی که  رسانایی الکتریکی دارند را می‌شناسیم، چون به‌صورت مداوم با آن سرو کارداریم. خیلی از افراد آهن، مس و یا حتی طلا را بهترین رسانای الکتریکی می‌دانند اما واقعاً این‌چنین نیست.

    فایل صوتی مطلب

    فایل صوتی زیر برای آن دسته از مخاطبین مجموعه اصفهان آهن تهیه شده است که فرصت کافی برای مطالعه این مطلب نداشته و یا تمایل دارند در هنگام مطالعه به فایل صوتی مطلب نیز گوش دهند.

    همه ما از یک پیرمرد 99 ساله تا یک کودک 9 ساله و یا شاید هم کمتر، روزانه صدها بار شارژر موبایل یا انواع دوشاخه‌های برق را درون پریز می‌زنیم تا جریان برق را به یک دستگاه الکتریکی متصل کنیم حال یا از آن استفاده کنیم یا برق را درون باطری ذخیره نماییم. اما تا به حال شده به این موضوع فکر کنید که جنس فلز سر دوشاخه و یا جنس رشته‌های درون کابل برق چیست؟ یا شده این سؤال برایتان پیش بیاید که چرا بعضی از سیم‌های شارژر، تلفن همراه شما را سریع و برخی دیگر خیلی دیر شارژ می‌کنند.

    با این مقاله از دانشنامه اصفهان آهن همراه باشید تا راز نهفته در گرانی بعضی از قطعات کامپیوتر مثل CPU، سیم‌های شارژر و… را برای شما بازگو کنیم.

    کدام فلزات رسانای الکتریسیته هستند؟

    رسانایی الکتریکی

    باوجود اینکه بسیاری از فلزات می‌توانند الکتریسیته را عبور دهند، استفاده از برخی فلزات مشخص به دلیل رسانایی بسیار بالا بیشتر رایج است. رایج‌ترین مثال مس است. دلیل اینکه از زمان تلگراف تاکنون همواره از مس برای سیم کشی الکتریکی استفاده شده، همین رسانایی بالای الکتریکی آن است. باوجود اینکه برنج حاوی مس است اما چون از عناصر دیگری که رسانایی را کاهش می‌دهند، تشکیل شده است، رسانایی الکتریکی کمتری نسبت به مس دارد و به همین دلیل برای اهداف الکتریکی مناسب نیست.

    شاید برای شما تعجب آور باشد که بدانید مس حتی باوجود اینکه در بسیاری کاربردهای رایج استفاده می‌شود اما رساناترین فلز موجود نیست. تصور غلط دیگری که وجود دارد این است که طلای خالص بهترین رسانای الکتریسیته است. باوجود اینکه طلا نرخ رسانایی بسیار بالایی دارد اما باز هم نسبت به مس کمتر رسانا است.

    کدام فلز بهترین رسانای الکتریکی است؟

    رسانایی الکتریکی

    پاسخ سریع نقره خالص است. اما معمولاً زمانی از آن استفاده می‌شود که هدایت الکتریکی فوق‌العاده در محیط خلأ و کامل ایزوله استفاده می‌شود. زیرا مشکل نقره این است که به‌تدریج سطح آن اکسید می‌شود. این مسئله در کاربردهایی که سطح تماس هم مهم است مانند جریان‌های فرکانس بالا یا جریان‌های مداوم انتقال ولتاژ، می‌تواند باعث ایجاد مشکلات شود. نقره همچنین از مس گران‌تر است و مقدار رسانایی آن کمی بیشتر از مس است به همین دلیل ارزش قیمت بالای آن را برای جایگزینی عمومی ندارد.

    اما اگر برایتان سؤال شده است که پس چرا از طلا در ساخت پردازنده‌های رایانه مثل CPU استفاده می‌شود. پاسخ دقیقاً همین اکسید شدن است، زیرا هم مس و هم نقره سطحشان به‌مرور دچار اکسید می‌شود و همین اکسید شدن باعث کاهش سرعت پردازشگرها می‌شود. به همین دلیل جنس پایه های پردازنده ها را از نقره می‌سازند (گاهی اوقات هم تماما از طلا)، اما آن ها را با طلا روکش میکنند ، تا هم رسانایی الکتریکی بالا وجود داشته باشد و هم نقره در برابر اکسید شدن محافظت شود.

    بهتر است یک بار دیگه کمی به بالا بروید و مجدد به عکس این بخش دقت کنید.

    رتبه بندی فلزات بر اساس رسانایی الکتریکی:

    *نرخ رسانایی نسبت به رسانایی مس بیان می‌شود. نرخ 100 درصد نشان دهنده مقاومت صفر است.

    بسته به نوع فلز تفاوت در میزان رسانایی الکتریکی به‌طور قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌کند.  بنابراین خیلی مهم است که فرض بر اساس این که ماده رسانا است ، گذاشته نشود بلکه همیشه تا حد امکان تحقیق انجام شود.

    مس چه کاربردهایی دارد؟

    چون مس یک رسانای الکتریکی عالی است، بیشترین کاربرد آن هم برای مصارف الکتریکی است. رایج‌ترین کاربردهای آن بر اساس یک یا چند خاصیت سودمندش است مانند: رسانایی گرمایی خوب یا خوردگی کم (در واکنش با آب و اسید).

    بعضی از موارد استفاده رایج مس شامل:

    کابل‌های انتقال برق شهری و بین شهری:

    در هر کوچه و خیابانی شما تیرهای برق را دیده‌اید، تیرهایی که معمولاً 4 یا 6 رشته سیم را از خود عبور می‌دهند. اما جنس این سیم‌های برق از چیست؟ در تولید سیم‌های انتقال برق شهری معمولاً از سیم مفتولی سیاه که سیمی فولادی است، به‌عنوان هسته و از سیم مسی در اطراف آن به‌عنوان هادی برق استفاده می‌کنند.

    دلیل این امر به نرمی سیم مس بازمی‌گردد، از آنجایی که سیم‌های برق مدت زمان بسیار زیادی را باید بر روی تیرهای برق بمانند، مس به‌مرور زمان دچار خستگی شده و پاره می‌شود به همین دلیل در مرکز این سیم‌ها از سیم مفتولی فولادی استفاده می‌شود تا مقاومت سیم را در طولانی مدت حفظ کند.

    در کابل‌های انتقال برق بین شهری یا همان دکل‌های برق فشار قوی از همین روش استفاده می‌شود با این تفاوت که تعداد دفعات پیچش سیم فولادی و سیم هادی برق بیشتر بوده و قطر سیم به‌مراتب بیشتر است. البته در بسیاری از موارد به‌جای مس از سیم آلومینیوم هم استفاده می‌شود . زیرا به دلیل طولانی بودن مسافت‌ها، طول سیم مصرفی بسیار زیاد است و هزینه تولید سیم مسی در این صورت مقرون به‌صرفه نیست. به همین دلیل از سیم‌های آلومینیومی استفاده می‌گردد.

    منبع مطلب : esfahanahan.com

    مدیر محترم سایت esfahanahan.com لطفا اعلامیه سیاه بالای سایت را مطالعه کنید.

    مرورگر شما از این ویدیو پشتیبانی نمیکنید.

    رساناترین فلزات

    ۱: نقره ۲: مس ۳: طلا ۴: آلومینیوم

    رسانایی طلا حتی از مس هم کمتر است.

    طلا دارای عدد اتمی ۷۹ میباشد. بنابراین اتم طلا دارای ۶ لایه میباشد که طبق فرمول ۲n2  در لایه اول ۲ الکترون ، در لایه دوم ۸ الکترون ، در لایه سوم ۱۸ اکترون ، در لایه چهارم ۳۲ الکترون و ۱ الکترون باقی مانده در لایه ششم میباشد.

    نقره دارای عدد اتمی ۴۷ میباشد. بنابراین اتم نقره دارای ۵ لایه میباشد که در لایه اول ۲ الکترون ، در لایه دوم ۸ الکترون ، در لایه سوم ۱۸ اکترون ، در لایه چهارم ۱۸ الکترون و ۱ الکترون باقی مانده در لایه پنجم میباشد.

    مس دارای عدد اتمی ۲۹ میباشد. بنابراین اتم مس دارای ۴ لایه میباشد که در لایه اول ۲ الکترون ، در لایه دوم ۸ الکترون ، در لایه سوم ۱۸ اکترون و ۱ الکترون باقی مانده در لایه چهارم میباشد.

    آلومینیوم دارای عدد اتمی ۱۳ میباشد. بنابراین اتم آلومینیوم دارای ۳ لایه میباشد که در لایه اول ۲ الکترون ، در لایه دوم ۸ الکترون و ۳ الکترون باقی مانده در لایه سوم میباشد.

    دو فاکتور مهم برای راحت آزاد شدن الکترون از اتم (رسانایی) وجود دارد . یکی فاصله الکترون والانس از هسته و دیگری تعداد الکترون‌های والانس است.

    حال با توجه به اینکه هر چه الکترون والانس از هسته دورتر باشد نیروی جاذبه کمتری از سوی هسته بدان وارد میشود و میتواند راحت تر آزاد شود.

    با توجه به اینکه لایه والانس (آخرین لایه) اتم طلا لایه ششم میباشد و تعداد الکترون‌های لایه والانس در اتم طلا ۱ عدد میباشد این طور به نظر میرسد که فلز طلا باید بالاترین رسانایی را داشته باشد.

    اما رسانایی فلزات به ترتیب زیر است :

    ۱: نقره ۲: مس ۳: طلا ۴: آلومینیوم

    رسانایی طلا حتی از مس هم کمتر است. حال توجیه این ترتیب رسانایی چگونه ممکن است؟

    در اندازه‌گیری‌های به عمل آمده میزان هدایت مخصوص چهار فلز نقره ، مس ، طلا و آلومینیوم به صورت زیر است:

    نقره : ۱٫۰۸

    مس : ۱

    طلا : ۰٫۷۲۵

    آلومینیوم : ۰٫۶۲۵

    فرضیه: اینکه لایه والانس طلا لایه ششم و لایه والانس مس لایه چهارم است نمیتواند دلیل این باشد که فاصله الکترون والانس اتم طلا از هسته نسبت به فاصله الکترون والانس اتم مس بیشتر است.

    طلا دارای چگالی بسیار زیاد است و احتمالا فاصله میان لایه‌های آن کم میباشد. پس فاصله میان لایه ششم اتم طلا با هسته از فاصله میان لایه چهارم اتم مس با هسته کمتر است .

    بنابراین نیروی جاذبه‌ای که از هسته اتم طلا به الکترون والانس وارد میشود بیشتر از نیروی جاذبه است که از هستم اتم نقره و مس به الکترون های والانسشان وارد میگردد و در نتیجه الکترون‌های والانس نقره و مس راحت‌تر از طلا آزاد میگردند و رسانایی نقره و مس بیش از طلاست.

    فرضیه: نکته دیگر، عدد اتمی است که بیانگر تعداد پروتون‌ها و نوترون‌های موجود در هسته اتم است. نیرویی که از سمت هسته به الکترون والانس وارد میشود ناشی از نیروی جاذبه پروتون‌ها می‌باشد که تعداد آن‌ها در هسته اتم طلا ۷۹ عدد بوده که نسبت به نقره(۴۷ عدد) و مس(۲۹عدد) بیشتر است و درنتیجه نیروی جاذبه وارده به الکترون والانس بیشتر و هدایت الکتریکی یا رسانایی کمتر خواهد بود.

    منبع مطلب : oloom92.blogfa.com

    مدیر محترم سایت oloom92.blogfa.com لطفا اعلامیه سیاه بالای سایت را مطالعه کنید.

    کیمیاگران قرن 21

    کیمیاگران قرن 21

    مقایسه رسانایی الکتریکی مس نقره طلا و آلومینیوم

    در تکنولوژی برق پر کاربردترین عناصر فلزات هستند. برای انتقال الکتریسیته از جایی به جای دیگر، از سیم های فلزی استفاده می شود. اما واقعاً فلزات چه خاصیتی دارند که برای نقل و انتقال جریان الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند؟ فلزات به علت ساختمان اتمی ویژه‏ای که دارند، خیلی خوب الکتریسیته را از خود عبور می ‏دهند و به همین علت به عنوان مواد رسانا شناخته می‏ شوند. در ااین قسمت ساختمان اتمی فلزات را مورد بررسی قرار خواهیم داد.

    می‏ دانید که رسانایی یا نارسانایی یک ماده، بستگی به الکترونهای لایه ظرفیت آن ماده دارد. اگر الکترونهای لایه ظرفیت بتوانند انزژی لازم را از محیط دریافت کنند و به لایه هدایت بروند در آن صورت ماده، خاصیت رسانایی پیدا می‏ کند و می ‏تواند الکتریسیته را از خود عبور دهد. این الکترونها که به لایه هدایت راه پیدا کرده اند در واقع دیگر به اتم خاصی تعلق ندارند و می توانند در درون ماده آزادانه حرکت کنند و پیوسته از اتمی به اتمی دیگر منتقل شوند و به همین دلیل به آنها الکترون آزاد نیز گفته می شود. در واقع از آنجاییکه الکترونهای آزاد ناقل الکتریسیته هستند، میزان رسانائی اجسام بستگی به این دارد که در دمای طبیعی محیط چه تعداد الکترون آزاد در خود دارند. هر چه تعداد این الکترونهای آزاد بیشتر باشد توانایی جسم در هدایت الکتریسیته بیشتر خواهد بود.

    در لایه ظرفیت فلزات، معمولاً 1 تا 3 الکترون وجود دارد و بقیه خانه های لایه ظرفیت خالی است. به دلیل فاصله زیاد الکترون‏ها از هسته، این الکترونها با گرفتن انرژی خیلی کمی می‏ توانند از اتم خود جدا شوند و به لایه هدایت بروند. در دمای معمولی، الکترونهای لایه ظرفیت فلزات، انرژی لازم را از محیط دریافت می‏ کنند. بنابراین در دمای محیط، تعداد زیادی الکترون در لایه هدایت فلزات وجود دارد. این الکترونها به راحتی می ‏توانند درون فلز حرکت کنند. زمانی که یک میدان الکتریکی به فلز اعمال شود، الکترونهای لایه هدایت می‏ توانند در امتداد فلز از قطب منفی به قطب مثبت حرکت کنند.

    در بین فلزات، رسانایی الکتریکی نقره از همه بیشتر است. بعد از آن به ترتیب مس، طلا و آلمینیوم قرار دارند. حال به بررسی ساختمان اتمی این فلزات می ‏پردازیم.

    عدد اتمی نقره 47 است یعنی در اتم نقره 47 پروتون و 47 الکترون وجود دارد الکترون‏ها به ترتیب لایه ‏های 1،2،3و 4 را بطور کامل پر کرده ‏اند. در لایه اول 2 الکترون، لایه دوم 8 الکترون، لایه سوم 18 الکترون و لایه چهارم 18 الکترون وجود دارد. بنابراین 1 الکترون باقیمانده به تنهایی در لایه آخر یعنی لایه پنجم قرار دارد. این الکترون چون خیلی از هسته دور است براحتی از آن جدا می ‏شود به همین دلیل نقره رسانای خوبی برای الکتریسیته محسوب می شود.

    در مورد مس، با توجه به عدد اتمی آن (29) ، لایه‏ های 1 و 2 و 3 کامل پر شده ‏اند و لایه چهارم فقط یک الکترون دارد. این الکترون، نسبت به الکترون لایه ظرفیت اتم نقره، به هسته نزدیکتر است و به همین دلیل جاذبه هسته بر آن بیشتر است و در نتیجه در مقایسه با اتم نقره سخت‏تر از اتم خود می‏ شود. پس رسانایی مس از نقره کمتر است.

    اتم آلومینیوم دارای عدد اتمی 13 است یعنی لایه ‏های 1 و 2 آن پر شده‏اند و لایه آخر 3 الکترون دارد. این الکترونها با گرفتن مقدار کمی انرژی می ‏توانند از اتم خود جدا شوند. البته میزان این انزژی ، از انرژی لازم برای جدا شدن الکترون لایه ظرفیت اتم مس بیشتر است. برای همین آلومینیوم نسبت به مس رسانایی کمتری دارد.

    منبع .iraj-torkan.blogfa.com/post-147.aspx

    منبع مطلب : chemjavad.blogsky.com

    مدیر محترم سایت chemjavad.blogsky.com لطفا اعلامیه سیاه بالای سایت را مطالعه کنید.

    جواب کاربران در نظرات پایین سایت

    مهدی : نمیدونم, کاش دوستان در نظرات جواب رو بفرستن.

    میخواهید جواب یا ادامه مطلب را ببینید ؟
    مهدی 13 روز قبل
    0

    نمیدونم, کاش دوستان در نظرات جواب رو بفرستن.

    برای ارسال نظر کلیک کنید